【手続補正書】
【提出日】平成18年1月11日(2006.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  ＳＯＩ基板の第１及び第２の素子形成領域にそれぞれ形成される第１及び第２の半導体素子を互いに電気的に分離するために、前記ＳＯＩ基板の前記第１及び第２の素子形成領域の間の素子間分離領域上に素子分離構造を形成する方法であって、
（ａ）前記ＳＯＩ基板の主面上に、少なくとも第１の絶縁膜及び第１の膜をこの順に積層する工程と、
（ｂ）前記第１及び第２の素子形成領域における前記第１の膜を除去する工程と、
（ｃ）前記第１及び第２の素子形成領域における前記第１の絶縁膜をウェットエッチングにより除去する工程と
を備え、
前記素子分離構造は、前記工程（ｂ）において除去されずに残った前記第１の膜、及び前記工程（ｃ）において除去されずに残った前記第１の絶縁膜を有することを特徴とする、半導体装置の製造方法。
【請求項２】  前記第１の膜は、前記第１の絶縁膜とは材質の異なる第２の絶縁膜であり、
前記工程（ｂ）において、前記第１の膜は、前記ＳＯＩ基板の深さ方向にエッチングレートの高い異方性ドライエッチングにより除去される、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】  前記第１の絶縁膜はシリコン酸化膜であり、前記第２の絶縁膜はシリコン窒化膜である、請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】  前記第１の膜は導体膜であり、
前記工程（ａ）においては、前記第１の膜上に第３の絶縁膜がさらに積層され、
（ｄ）前記工程（ｃ）よりも後に実行され、前記第１の膜の側面部に第４の絶縁膜を形成する工程をさらに備える、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】  前記第３の絶縁膜はシリコン酸化膜である、請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】  前記導体膜は、不純物が導入されたポリシリコン膜であり、
前記工程（ｄ）は、
（ｄ−１）前記工程（ｃ）により得られる構造の表面を熱酸化する工程と、
（ｄ−２）前記工程（ｄ−１）によって、前記第１及び第２の素子形成領域おける前記ＳＯＩ基板の前記主面が熱酸化されることにより形成された熱酸化膜を除去する工程と
を有する、請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】  （ｅ）前記工程（ｄ）よりも後に実行され、前記第１の絶縁膜、前記第１の膜、及び前記第３の絶縁膜の側壁部に、第５の絶縁膜から成るサイドウォールを形成する工程をさらに備える、請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】  前記工程（ｅ）は、
（ｅ−１）前記工程（ｄ）により得られる構造上に第６の絶縁膜を形成する工程と、
（ｅ−２）前記第６の絶縁膜上に第７の絶縁膜を形成する工程と、
（ｅ−３）前記第６の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記ＳＯＩ基板の深さ方向にエッチングレートの高い異方性ドライエッチングにより前記第７の絶縁膜をエッチングする工程と、
（ｅ−４）前記工程（ｅ−３）により露出した前記第６の絶縁膜をウェットエッチングにより除去する工程と
を有する、請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】  （ｆ）プラズマを用いた全ての製造工程が終了した後、前記第１の膜に紫外線を照射する工程をさらに備える、請求項４〜８のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】  ＳＯＩ基板の第１及び第２の素子形成領域にそれぞれ形成される第１及び第２の半導体素子を互いに電気的に分離するために、前記ＳＯＩ基板の前記第１及び第２の素子形成領域の間の素子間分離領域上に素子分離構造を形成する方法であって、
（ａ）前記ＳＯＩ基板の主面上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
（ｂ）前記第１及び第２の素子形成領域における前記第１の絶縁膜を、前記ＳＯＩ基板の深さ方向にエッチングレートの高い異方性ドライエッチングにより除去する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）によって露出した前記ＳＯＩ基板の前記主面を熱酸化することにより、熱酸化膜を形成する工程と、
（ｄ）前記熱酸化膜を除去する工程と
を備える、半導体装置の製造方法。
【請求項１１】  （ｅ）前記工程（ｄ）よりも後に実行され、前記素子間分離領域における前記第１の絶縁膜の側壁部に、第２の絶縁膜から成るサイドウォールを形成する工程をさらに備える、請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】  前記工程（ｅ）は、
（ｅ−１）前記工程（ｄ）により得られる構造上に第３の絶縁膜を形成する工程と、
（ｅ−２）前記第３の絶縁膜上に第４の絶縁膜を形成する工程と、
（ｅ−３）前記第３の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記ＳＯＩ基板の深さ方向にエッチングレートの高い異方性ドライエッチングにより前記第４の絶縁膜をエッチングする工程と、
（ｅ−４）前記工程（ｅ−３）により露出した前記第３の絶縁膜をウェットエッチングにより除去する工程と
を有する、請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】  ＳＯＩ基板の第１及び第２の素子形成領域にそれぞれ形成される第１及び第２の半導体素子を互いに電気的に分離するために、前記ＳＯＩ基板の前記第１及び第２の素子形成領域の間の素子間分離領域上に素子分離構造を形成する方法であって、
（ａ）前記ＳＯＩ基板の主面上に、第１の膜を形成する工程と、
（ｂ）前記素子間分離領域における前記第１の膜を除去することにより、凹部を形成する工程と、
（ｃ）前記凹部を絶縁膜たる第２の膜によって充填する工程と、
（ｄ）前記第１及び第２の素子形成領域における前記第１の膜をウェットエッチングにより除去する工程と
を備える、半導体装置の製造方法。
【請求項１４】  ＳＯＩ基板と、
前記ＳＯＩ基板の素子間分離領域上に形成された、第１の絶縁膜、導体膜、及び第２の絶縁膜がこの順に積層された素子分離構造と
を備える半導体装置。
【請求項１５】  前記素子分離構造は、前記導体膜の側面部に熱酸化膜を有する、請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項１６】  前記素子分離構造は、前記第１の絶縁膜、前記導体膜、及び前記第２の絶縁膜の側壁部に、第３の絶縁膜から成るサイドウォールを有する、請求項１４に記載の半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明のうち請求項１に記載の半導体装置の製造方法は、ＳＯＩ基板の第１及び第２の素子形成領域にそれぞれ形成される第１及び第２の半導体素子を互いに電気的に分離するために、ＳＯＩ基板の第１及び第２の素子形成領域の間の素子間分離領域上に素子分離構造を形成する方法であって、（ａ）ＳＯＩ基板の主面上に、少なくとも第１の絶縁膜及び第１の膜をこの順に積層する工程と、（ｂ）第１及び第２の素子形成領域における第１の膜を除去する工程と、（ｃ）第１及び第２の素子形成領域における第１の絶縁膜をウェットエッチングにより除去する工程とを備え、素子分離構造は、工程（ｂ）において除去されずに残った第１の膜、及び工程（ｃ）において除去されずに残った第１の絶縁膜を有することを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、この発明のうち請求項４に記載の半導体装置の製造方法は、請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、第１の膜は導体膜であり、工程（ａ）においては、第１の膜上に第３の絶縁膜がさらに積層され、（ｄ）工程（ｃ）よりも後に実行され、第１の膜の側面部に第４の絶縁膜を形成する工程をさらに備えることを特徴とするものである。
また、この発明のうち請求項５に記載の半導体装置の製造方法は、請求項４に記載の半導体装置の製造方法であって、第３の絶縁膜はシリコン酸化膜であることを特徴とするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、この発明のうち請求項６に記載の半導体装置の製造方法は、請求項４に記載の半導体装置の製造方法であって、導体膜は、不純物が導入されたポリシリコン膜であり、工程（ｄ）は、（ｄ−１）工程（ｃ）により得られる構造の表面を熱酸化する工程と、（ｄ−２）工程（ｄ−１）によって、第１及び第２の素子形成領域おけるＳＯＩ基板の主面が熱酸化されることにより形成された熱酸化膜を除去する工程とを有することを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、この発明のうち請求項７に記載の半導体装置の製造方法は、請求項６に記載の半導体装置の製造方法であって、（ｅ）工程（ｄ）よりも後に実行され、第１の絶縁膜、第１の膜、及び第３の絶縁膜の側壁部に、第５の絶縁膜から成るサイドウォールを形成する工程をさらに備えることを特徴とするものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、この発明のうち請求項８に記載の半導体装置の製造方法は、請求項７に記載の半導体装置の製造方法であって、工程（ｅ）は、（ｅ−１）工程（ｄ）により得られる構造上に第６の絶縁膜を形成する工程と、（ｅ−２）第６の絶縁膜上に第７の絶縁膜を形成する工程と、（ｅ−３）第６の絶縁膜をエッチングストッパとして、ＳＯＩ基板の深さ方向にエッチングレートの高い異方性ドライエッチングにより第７の絶縁膜をエッチングする工程と、（ｅ−４）工程（ｅ−３）により露出した第６の絶縁膜をウェットエッチングにより除去する工程とを有することを特徴とするものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、この発明のうち請求項９に記載の半導体装置の製造方法は、請求項４〜８のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法であって、（ｆ）プラズマを用いた全ての製造工程が終了した後、第１の膜に紫外線を照射する工程をさらに備えることを特徴とするものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、この発明のうち請求項１０に記載の半導体装置の製造方法は、ＳＯＩ基板の第１及び第２の素子形成領域にそれぞれ形成される第１及び第２の半導体素子を互いに電気的に分離するために、ＳＯＩ基板の第１及び第２の素子形成領域の間の素子間分離領域上に素子分離構造を形成する方法であって、（ａ）ＳＯＩ基板の主面上に第１の絶縁膜を形成する工程と、（ｂ）第１及び第２の素子形成領域における第１の絶縁膜を、ＳＯＩ基板の深さ方向にエッチングレートの高い異方性ドライエッチングにより除去する工程と、（ｃ）工程（ｂ）によって露出したＳＯＩ基板の主面を熱酸化することにより、熱酸化膜を形成する工程と、（ｄ）熱酸化膜を除去する工程とを備えるものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、この発明のうち請求項１１に記載の半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の半導体装置の製造方法であって、（ｅ）工程（ｄ）よりも後に実行され、素子間分離領域における第１の絶縁膜の側壁部に、第２の絶縁膜から成るサイドウォールを形成する工程をさらに備えることを特徴とするものである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、この発明のうち請求項１２に記載の半導体装置の製造方法は、請求項１１に記載の半導体装置の製造方法であって、工程（ｅ）は、（ｅ−１）工程（ｄ）により得られる構造上に第３の絶縁膜を形成する工程と、（ｅ−２）第３の絶縁膜上に第４の絶縁膜を形成する工程と、（ｅ−３）第３の絶縁膜をエッチングストッパとして、ＳＯＩ基板の深さ方向にエッチングレートの高い異方性ドライエッチングにより第４の絶縁膜をエッチングする工程と、（ｅ−４）工程（ｅ−３）により露出した第３の絶縁膜をウェットエッチングにより除去する工程とを有することを特徴とするものである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、この発明のうち請求項１３に記載の半導体装置の製造方法は、ＳＯＩ基板の第１及び第２の素子形成領域にそれぞれ形成される第１及び第２の半導体素子を互いに電気的に分離するために、ＳＯＩ基板の第１及び第２の素子形成領域の間の素子間分離領域上に素子分離構造を形成する方法であって、（ａ）ＳＯＩ基板の主面上に、第１の膜を形成する工程と、（ｂ）素子間分離領域における第１の膜を除去することにより、凹部を形成する工程と、（ｃ）凹部を絶縁膜たる第２の膜によって充填する工程と、（ｄ）第１及び第２の素子形成領域における第１の膜をウェットエッチングにより除去する工程とを備えるものである。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、この発明のうち請求項１４に記載の半導体装置は、ＳＯＩ基板と、ＳＯＩ基板の素子間分離領域上に形成された、第１の絶縁膜、導体膜、及び第２の絶縁膜がこの順に積層された素子分離構造とを備えるものである。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、この発明のうち請求項１５に記載の半導体装置は、請求項１４に記載の半導体装置であって、素子分離構造は、導体膜の側面部に熱酸化膜を有することを特徴とするものである。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、この発明のうち請求項１６に記載の半導体装置は、請求項１４に記載の半導体装置であって、素子分離構造は、第１の絶縁膜、導体膜、及び第２の絶縁膜の側壁部に、第３の絶縁膜から成るサイドウォールを有することを特徴とするものである。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
また、この発明のうち請求項４に係るものによれば、素子分離構造が内部に導体膜を有するため、素子分離構造とＳＯＩ基板との間に容量を構成することができ、素子分離構造の分離性能を高めることができる。しかも、第１、第３、及び第４の絶縁膜によって、導体膜とＳＯＩ基板とを電気的に分離することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
また、この発明のうち請求項６に係るものによれば、工程（ｄ−１）における熱酸化によって、不純物が導入されたポリシリコン膜は増速酸化される。従って、工程（ｄ−２）によって熱酸化膜を除去しても、増速酸化によりポリシリコン膜の側面内部に形成された熱酸化膜として、第４の絶縁膜を形成することができる。しかも、第１及び第２の素子形成領域において、熱酸化膜はＳＯＩ基板の主面内部にも形成されるため、工程（ｄ−２）によって熱酸化膜を除去することにより、第１及び第２の素子形成領域におけるＳＯＩ基板の膜厚を、素子間分離領域におけるＳＯＩ基板の膜厚よりも薄くすることができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
また、この発明のうち請求項７に係るものによれば、熱酸化膜の除去に伴い第１及び第２の素子形成領域と素子間分離領域との境界部分に生じるＳＯＩ基板の主面の段差を、サイドウォールを形成することにより低減することができる。これにより、この段差に起因する寄生ＭＯＳトランジスタの発生を抑制することができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
また、この発明のうち請求項８に係るものによれば、工程（ｅ−４）において、第６の絶縁膜をウェットエッチングで除去することによりＳＯＩ基板の主面を露出する。従って、サイドウォールを形成する際にＳＯＩ基板の主面内にダメージ層が形成されることを回避することができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
また、この発明のうち請求項９に係るものによれば、第１の膜に紫外線を照射することにより、プラズマを用いた製造工程によって第１の膜中に注入された電荷を放電することができる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
また、この発明のうち請求項１０に係るものによれば、工程（ｃ）において、熱酸化膜はＳＯＩ基板の主面内部にも形成される。従って、工程（ｂ）における異方性ドライエッチングによりＳＯＩ基板の主面内にダメージ層が形成された場合であっても、工程（ｄ）における熱酸化膜の除去により、このダメージ層を併せて除去することができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
また、この発明のうち請求項１１に係るものによれば、熱酸化膜の除去に伴い第１及び第２の素子形成領域と素子間分離領域との境界部分に生じるＳＯＩ基板の主面の段差を、サイドウォールを形成することにより低減することができる。これにより、この段差に起因する寄生ＭＯＳトランジスタの発生を抑制することができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
また、この発明のうち請求項１２に係るものによれば、工程（ｅ−４）において、第３の絶縁膜をウェットエッチングで除去することによりＳＯＩ基板の主面を露出する。従って、サイドウォールを形成する際にＳＯＩ基板の主面内にダメージ層が形成されることを回避することができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
また、この発明のうち請求項１３に係るものによれば、工程（ｄ）において、第１及び第２の素子形成領域における第１の膜をウェットエッチングにより除去することにより、ＳＯＩ基板の主面を露出する。従って、ＳＯＩ基板の主面内にダメージ層が形成されることを回避しつつ、第２の膜から成る素子分離構造を形成することができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
また、この発明のうち請求項１４に係るものによれば、素子分離構造が内部に導体膜を有するため、素子分離構造とＳＯＩ基板との間に容量を構成することができ、素子分離構造の分離性能を高めることができる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
また、この発明のうち請求項１５に係るものによれば、第１及び第２の絶縁膜と熱酸化膜とによって、導体膜とＳＯＩ基板とを電気的に分離することができる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
また、この発明のうち請求項１６に係るものによれば、第１及び第２の絶縁膜とサイドウォールとによって、導体膜とＳＯＩ基板とを電気的に分離することができる。